高速铁路桥梁疲劳荷载研究

高铁桥梁疲劳荷载是桥梁设计的重要依据,与高铁线路通行量与运行车辆密切相关。基于对京沪、沪宁、沪杭、杭深、合武、合宁等6条高速铁路与客运专线连续3年的营运数据收集,按春运、节假日、休息日、工作日等4类运营模式随机取12天作为全年样本,根据通行量和载重量对各条线路的运行列车车型、轴重、运行图、运行列车统计表和客座利用率等运营资料进行了统计分析,采用概率统计方法得到了不同通行量的6种运营荷载频值谱。依据疲劳损伤等效原理和Miner线性准则公式对运营荷载频值谱进行计算分析,提出了标准疲劳荷载车。建议高速铁路桥梁疲劳验算可根据线路的运量、本文提出的运营荷载频值谱和标准疲劳荷载车进行。     

城市道路桥梁的疲劳荷载谱

我国针对公路及城市道路桥梁疲劳设计的车辆荷载谱还是个空白,本文以上海市内环线中山路3号桥地面道路桥梁为例,对城市道路桥梁的疲劳荷载作了研讨.在1994年和1995年两次交通调查的基础上,得到了由18类日常典型的运营车辆组成的荷载频值谱.依据等效的疲劳损伤原理,将实测的车辆荷载频值谱简化成由6类模型车辆组成的具有实用性的荷载频值谱.所建立的模型车辆荷载频值谱,对于日常车辆交通构成与本文状况相类似的其它城市道路桥梁的疲劳损伤度验算,可作为参考.     

基于名义应力的城市钢桥面板疲劳寿命分析

<正>交异性钢桥面板承受着车辆动荷载的反复作用,容易造成疲劳累计损伤,出现钢桥面板的疲劳开裂现象。为研究某城市桥梁钢桥面板的疲劳寿命,建立钢桥面板三维有限元模型,选取钢桥面板4种典型的疲劳细节,确定最不利加载方式,并根据实测得到的城市车辆荷载频值谱,计算相应的应力历程和应力谱,从而评估各个疲劳细节的疲劳寿命。结果表明:在城市车辆荷载频值谱作用下,某城市钢桥4种疲劳细节的最大应力幅值均小于常幅疲劳极限,即钢桥面板具有无限寿命。     

江阴长江公路大桥疲劳荷载车辆模型分析研究

对江阴长江公路大桥实测的14类日常典型的运营车辆组成的荷载频值谱,依据等效疲劳损伤原理,简化成由6类模型车辆组成的具有实用性的荷载频值谱,该结果对于日常车辆交通构成与文中状况相类似的其他公路钢桥的疲劳损伤度验算具有一定的参考价值。     

基于断裂力学的城市钢桥面板疲劳寿命分析

<正>交异性钢桥面板承受着车辆动荷载的反复作用,容易造成疲劳累计损伤,导致钢桥面板出现疲劳开裂现象。为研究某城市桥梁钢桥面板的疲劳寿命,建立钢桥面板有限元模型,选取钢桥面板4种典型疲劳细节,根据实测所得到的城市车辆荷载频值谱,计算得到相应的应力历程和应力谱。基于线弹性断裂力学理论,对这4种疲劳细节进行疲劳寿命分析,结果表明:在桥梁设计基准期内钢桥面板不会发生疲劳破坏。     

悬挂吊车作用下网架结构的疲劳载荷谱研究

悬挂吊车荷载作用下网架结构的疲劳问题在工业建筑领域备受关注。为研究网架结构在吊车荷载作用下的疲劳载荷特性,采用动态应变计对网架结构的杆件应力进行现场测试,得到实测的样本载荷数据。通过数据对比选择疲劳损伤严重的腹杆作为网架疲劳载荷谱的研究对象,综合运用数据处理、雨流计数及数理统计等方法,对设置悬挂吊车网架结构的疲劳载荷谱进行编制。在此基础上,根据悬挂吊车吊重及其频次的现场统计结果,拟合得到吊重服从对数正态概率分布模型,并给出了网架结构疲劳应力频值谱的简化分析方法,得到了网架结构在不同荷重分布参数下的疲劳应力频值谱,为设置悬挂吊车的网架结构疲劳寿命研究提供参考。     

随机变幅疲劳荷载下CFL增强RC梁疲劳寿命的试验研究

基于321国道上1个月内通过某桥的随机车流量数据,经过一系列的转换得到试验用的随机变幅疲劳荷载谱,并通过MTS810疲劳试验机实现了随机变幅疲劳荷载下碳纤维薄板（CFL）增强RC梁三点弯曲疲劳试验。试验结果表明：与普通RC梁相比,CFL的加固显著提高了随机疲劳荷载作用下RC梁的疲劳寿命,改善了其疲劳性能;随机变幅荷载下增强梁的疲劳损伤演化和疲劳破坏模式与常幅疲劳荷载相同;但随着疲劳荷载水平和荷载幅值的增大,随机变幅疲劳荷载作用下构件的疲劳寿命低于常幅疲劳荷载作用下得到的寿命,因此结构设计中采用常幅疲劳试验结果估算实际服役构件的疲劳寿命和进行疲劳设计是不安全的。     

系杆拱桥疲劳荷载谱和疲劳车辆模型研究

疲劳损伤是系杆拱桥吊杆构件破坏的重要原因,我国目前尚无成型的疲劳荷载谱,在设计研究中大多使用国外的疲劳荷载车模型,得出研究成果不完全符合我国的实际交通情况,使得吊杆的疲劳损伤研究受到制约。本文介绍了国内外疲劳荷载谱和疲劳车辆模型的研究现状和编制方法;探讨了基于我国交通发展现状和动态称重系统技术对疲劳荷载谱编制的意义,提出针对系杆拱桥吊杆疲劳研究的疲劳车辆模型建立思路。     

随机变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁疲劳寿命的试验研究

基于实测的钢筋混凝土吊车梁疲劳荷载谱,经过适当的简化得到试验用随机变幅疲劳荷载谱,并通过MTS疲劳试验机实现了该随机变幅疲劳荷载谱作用下部分预应力混凝土梁的疲劳试验。试验结果表明,由随机变幅疲劳试验得出的构件疲劳寿命远低于由疲劳荷载上限值取为荷载谱均值的等幅疲劳试验得出的疲劳寿命,因此如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的预应力混凝土构件的疲劳寿命是非常危险的。然后分别利用Miner准则、相对Miner准则和Corten-Dolan累积损伤准则对承受随机变幅疲劳荷载作用的试件疲劳寿命进行了估算。计算结果表明,改进的Corten-Dolan累积损伤准则精度最高,相对Miner准则也具有较高的精度,Miner准则的精度最低且偏于不安全。建议对预应力混凝土受弯构件进行随机变幅疲劳分析时采用改进的Corten-Dolan累积损伤准则或相对Miner准则。     

公路钢桥疲劳设计荷载标准研究

为推导我国公路钢桥疲劳设计荷载标准,从实际出发,根据我国现有高速公路交通荷载现状,实地调查我国高速公路正在运营的各种车辆荷载。根据实测、统计和分析结果,采用数理统计和可靠度理论分析的方法,通过建立典型公路钢桥车辆荷载谱和连接构件应力谱模型,进行疲劳荷载谱研究。研究结果表明:我国国土面积较大,各地车辆荷载形式众多,不能简单套用欧美标准,应根据各地车辆荷载的实际情况,并结合日后进行疲劳设计使用的方便性,从疲劳致伤理论的角度,根据实际计算、分析的结果,制定出标准疲劳车辆。这一结论为疲劳设计提供了标准车辆荷载谱,填补了我国公路钢桥疲劳设计中的空白,也为公路钢桥的运营管理和养护维修提供有力的参考依据,对提高桥梁的耐久性具有现实的指导意义。